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【摘 要】本文系统论述了外墙外保温系统的的发展历程、技术特点、施工工艺，论述了其发展过程中存在的问题。提出了外墙外保温技术的发展趋势和展望，并提出完善外保温技术体系、加强新技术开发、注重外保温节能质量管理等一系列对策建议，旨在促进人们对外保温节能新技术的了解，加强其在建筑行业的推广应用。
【关键词】外保温技术；技术特点；发展及应用前景
Analysis on the Development Prospect and Product Application Status of
Outside Insulation Technology in China
Zhou Yong
【Abstract】The development course, technical characteristics and construction technology of external thermal insulation system are discussed in this paper. And the problems in the development process are also proposed. The development trend and prospect of exterior insulation technology are discussed. A series of countermeasures and suggestions are put forward, such as improving the external thermal insulation system, strengthening the development of new technology, and paying attention to the quality management of thermal insulation and energy saving. It aims to promote the understanding of the new energy saving technology and strengthen its application in the construction industry.
【Keywords】External thermal insulation technology; Technical characteristics; Development and application prospects
【中图分类号】TU86 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2016）22-0149-03
随着世界性能源危机的到来，建筑节能技术越来越受到建筑行业的重视。建筑节能技术的发展主要经历了三个关键阶段：（1）在建筑中节约能量，即单纯的抑制需求、减少能耗量；（2）在建筑中保持能量，减少热损失；（3）提高建筑中的能源利用率[1-3]。其中外墙外保温技术即为第三阶段所利用的建筑节能手段。外保温技术主要应用于北方严寒地区，该项技术的推广应用极大地推动了我国建筑节能的发展。但是，由于诸多方面的原因，外墙外保温技术在发展过程中也遇到了许多亟待解决的问题，因此，科学系统的了解外墙外保温技术发展前景及应用现状，对促进其健康发展至关重要。
1.外保温技术发展历程分析
1.1 国外外保温技术发展历程分析
外保温最早起源于欧洲。二战结束后，德国大批房屋在战争中遭到了严重的破坏，人们在房屋维修的过程中，用聚苯乙烯或岩棉板材粘贴到外墙的表面来弥补由于战争留下的裂缝，维修完成后在使用的过程中，发现聚苯乙烯或岩棉在房屋粘贴过程中不仅可以起到弥补裂缝的作用，还可极大提升房屋的保暖性、隔音性和防潮性，使居住的舒适度得到大幅度提高，由此，外保温材料开始在建筑行业得到应用[4-7]。1973年世界能源危机爆发，节省能源的议题正式被提上议事日程，欧美国家开始真正重视外保温技术在建筑业的使用，一些国家开始立法大力推动墙体保温技术，以求节省能源应对能源危机。由此，外保温技术正式登上历史舞台。
1.2 我国外保温技术发展历程分析
我国外墙保温技术从上世纪80年代才开始发展，开始主要在北方的严寒地区应用了外墙内保温技术。但是，在实际应用中发现，外墙内保温技术在冬季寒冷地区的施工过程中存在很大的缺陷，例如：结构冷（热）桥的存在使得局部温差过大导致结露现象；再如：在冬季采暖、夏季制冷的建筑中，室内温度随昼夜和季节的变化幅度通常不大（约10℃左右），这种温度变化引起建筑物内墙和楼板的线性变形和体积变化也不大。但是，外墙和屋面受室外温度和太阳辐射热的作用而引起的温度变化幅度较大。当室外温度低于室内温度时，外墙收缩的幅度比内保温隔热体系的速度快，当室外温度高于室内气温时，外墙膨胀的速度高于内保温隔热体系，这种反复形变使内保温隔热体系始终处于一种不稳定的墙体基础上，在这种形变应力反复作用下不仅是外墙易遭受温差应力的破坏也易造成内保温隔热体系的空鼓开裂。因此，外墙内保温系统在应用了一段时间后，逐渐被外墙外保温系统取代。
目前外墙外保温技术在我国已经形成规模化，且各项立法和规范也在大力推动着外墙外保温技术的快速发展。1995年颁布《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》，要求从1996年7月1日起实现节能50%的目标；1998年1月1日正式实施《中华人民共和国节约能源法》；2002年以来建设部相继颁布实施了《外墙外保温建筑构造（一）》02J121-1（2002-9-1）；2003年10月1日 国家实施《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》；2004年北京、天津等少数大城市率先实施节能65%的标准；2005年3月1日《外墙外保温工程技术规程》JGJ-144；2008年国务院推出了《民用建筑节能条例》提到不仅要对新建建筑进行节能处理，而且对既有建筑要进行分阶段分情况的进行节能改造。在此基础上，北京又于2013年率先推出了建筑节能75%的标准，并且逐步向85%节能标准靠拢，实验新型的无能耗建筑房屋。同时在外墙外保温大力推广的同时2009年中央电视台发生特大火灾给国家造成了巨大损失，当年公安部、住房和城乡建设部联合发的公安部第46号文件公通字【2009】46号文《民用建筑外墙保温系统及墙装饰防火暂行规定》，其第二条即为民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级，且不应低于B2级。2010年上海市静安区的11.15大火造成了58人死亡，71人受伤，直接损失达到1.58亿，建安质监[2010]134号《关于加强上海市民用建筑外保温系统防火质量管理的通知》，明确提出了高度小于100m的住宅建筑，当采用A级或B1级外保温材料时，可不设置防火隔离带。高度小于24m的其他民用建筑(不包含幕墙式建筑)，当采用A级或B1级外保温材料时，可不设置防火隔离带。随后几年中建筑防火和建筑节能开始不断被提上议事日程，各种规范和标准相继出台，对建筑的防火和节能进行了双重约束，中国外墙外保温技术也开始逐步开始走上正轨。
2.现有保温材料及保温技术分析[8-10]
目前我国市场上的保温产品主要有三类：无机保温产品、有机保温产品和有机无机混合型保温产品。其中无机产品主要有岩棉、玻璃棉、发泡水泥、泡沫玻璃、泡沫陶瓷、真空绝热板、膨胀珍珠岩、玻化微珠、稀土保温板、保温砂浆、硅酸钙板、硅酸铝板、气凝胶等；有机保温材料主要有膨胀聚苯板也就是市场上的EPS板，挤塑聚苯板也就是XPS板，硬泡聚氨酯保温板和酚醛泡沫保温板；无机有机混合型主要有真金板、石墨聚苯板、聚合聚苯板、胶粉聚苯颗粒等。表1列出了目前在外墙外保温中应用较多的几种保温板材的性能。
分析表1，目前无机型保温材料岩棉应用较多，但主要应用在防火隔离带，其优点在于其防火等级高，所有的无机类产品防火等级均可达到A级，但大面积用岩棉板进行保温工程弊病较多，如：（1）岩棉板材的吸水率大。只要有水分进入到岩棉板内就无法析出，导致岩棉越来越重，最后由于其自身的负荷过重从墙体脱落；（2）岩棉板拉拔强度差。现在国内生产的大部分岩棉产品都是横丝岩棉，其拉拔强度主要靠粘结剂来提供，因此拉拔强度无法满足上墙的要求；（3）岩棉是通过矿石高温煅烧拉成纤维丝后靠粘结剂粘结到一起的，在施工中纤维丝会对人体造成极大的伤害，特别是要裁切成异形板时的裁切过程，岩棉丝会通过呼吸道、皮肤进入人体，会严重危及施工者本身的健康；（4）无机产品的导热系数相对较大，要满足较高的节能要求，需要的产品厚度会更大，而无机产品本身自重已经恨大，造成施工困难。
有机无机的混合材料中的真金板是近几年开始出现的一种产品，该产品利用聚苯乙烯分子颗粒，经预处理，在其表面附着一层酚醛树脂液，以达到提高防火性能的目的。聚苯乙烯分子在受热膨胀过程中带动无机分子向边缘运动，最终形成蜂窝状隔离仓，使每一个有机大分子的颗粒形成相对独立的防火个体，从而阻断了热量的传导和火焰的传播，达到了“B1级”的效果。其特点是防火隔离分仓颗粒的使用，基本保留了原来有机大分子的各项物理性能。由于此产品仅在近几年才开始在外墙外保温系统中应用，所以其弊病目前还难以判断。
目前市场上应用最为广泛的还是有机类的保温产品，由于其综合性能好，所以占据了保温市场百分之九十五以上的份额，其中应用时间最长、应用最多的是聚苯板外墙外保温体系，该体系具有吸水率低、密度低，导热系数适度，施工工艺成熟，成本低等特点，成为目前保温市场上的主流产品，占到保温材料总体用量的百分之七十五以上，但是由于其存在致命的缺陷——防火性能差，且着火后产生的烟毒性较大，所以目前在市场上存在较大争议。
挤塑聚苯板的原材料也是聚苯乙烯，在市场上占据了一定的份额。但是，同聚苯板一样，其防火性能和烟毒性也是其很难克服的致命缺陷。
严格来说以上两种有机产品均为热塑性材料，遇火后泡沫会收缩、融化，因此，目前国家开始大力倡导热固性的有机保温材料，比如硬泡聚氨酯保温板和酚醛保温板。硬泡聚氨酯材料主要分为两类，第一类为传统的PUR硬泡聚氨酯保温材料；第二类是基于市场防火需求而研发的PIR聚异氰酸酯保温材料。PUR硬泡聚氨酯材料的主要优点是导热系数低、密度低、强度高、吸水率低，有弹性，施工方便等。但是该材料燃烧级别很难达到国家标准，所以在该材料的基础上开发出PIR聚异氰酸酯保温材料，该材料作为一种国际范围内新型的保冷绝热材料，目前在欧洲发达国家已经开始在石化能源工程和环保节能等领域的应用。它的优点除具备PUR所具有的所有性能外，还有独立的密闭细胞结构和高闭孔率，发泡体细胞细微均匀、隔热性能良好，耐火焰阻燃性能比PUR提高，材料燃烧性能达B1，其缺点是造价高。但是PUR和PIR两种材料均有一个致命缺陷，即烟气毒性大，燃烧后产生的烟气会令人窒息。
在有机保温产品中，酚醛保温材料是真正可达到防火等级要求，且无烟无毒的材料。酚醛泡沫塑料是世界上最早工业化生产的塑料产品，早期应用于导弹及火箭头的保温。我国在2009年开始将酚醛防火保温应用到了外墙保温中，由于其卓越的防火性能和保温性能，在应用初期得到了市场的认可，但是在酚醛保温系统尚未成形前，由于其准入门槛较低，所以市场上鱼目混珠，低价格的劣质产品流入市场，造成了酚醛产品在应用过程中被很多的用户所排斥，2013年后市场逐步冷淡。但也正是这几年随着酚醛一系列行业标准和地方标准的不断推出，低劣产品逐步退出了市场，酚醛行业也正在进行全面洗牌和调整，其市场应用也应该能够逐步走向正规。酚醛保温材料虽然有防火等级高、遇火立即炭化无流淌、导热系数低等特点，但是其本身有一定的脆性，所以在运输和施工中容易破损，这也限制了酚醛行业真正走向市场的步伐。
3.建筑保温行业的发展趋势
3.1 行业规范化程度提高
目前，市场开始进入全面洗牌阶段，低劣产品、落后工艺、落后设备逐步被淘汰出行业，优质保温产品逐步在市场上得到有效的推广和应用，市场开始形成规模化的健康发展；同时规范新型保温建材市场流通，支持和鼓励实施部分新型保温建材产品市场准入制度和部分产品保证期制度，优胜劣汰，为优质新型保温建材产品的发展创造良好的竞争环境；
3.2 产品的基础性能提高
随着节能标准的进一步提升，也要求所有的保温制造企业进一步提高自身保温产品的各项综合性能，使产品导热系数降低，防火性能提升，对系统稳定性和安全性的要求越来越高；
3.3 保温一体板开始在市场上走红
随着市场的逐渐成熟，保温一体板是保温市场发展的一个大趋势，虽然造价较高，但是一体板具有其独特的优势，例如：该板置于建筑物墙体表面、保温效果优秀、兼有装饰效果、使用周期长、冷桥作用少、节能效果好，同时稳定性好、没有负压等，所以一体板将会逐步取代其他板材在市场上广泛应用。但是一体板在施工过程中，对身体公人员的整体素质的要求较高。
3.4 绿色、无能耗建筑逐步开始走向市场
零能耗建筑即不消耗常规能源的建筑，它完全依靠太阳能或者其它可再生能源。从节能建筑、绿色建筑、生态建筑、可持续性理念到最近的低碳概念，其目的都是为了降低二氧化碳的排放量。在人类居住环境越来越恶劣，不可再生能源越来越少的情况下，无能耗建筑思想理念将逐步被全世界所重视。
4.应用前景
目前，保温行业在我国发展迅速，普及范围越来越广，但是与欧美等发达国家相比，总体规模还有较大差距。近年来，国家大力提倡乡村人口城镇化，而且，不可再生能源不断减少，人类生存环境逐渐恶化，在这一趋势下，保温、绿色建筑行业也受到越来越多的重视，且行业发展越来越规范。全国每年有数百亿新建公共建筑和民用建筑都需要实施建筑节能，2014年我国建筑节能方面投入超过40亿元，到2015年，全国新增绿色建筑面积将达到10亿平方米以上，2020年我国城镇绿色建筑占新建建筑比重将提升至50%。由此可见，建筑保温行业将形成一个新的产业群，具有充足的消费需求与广阔的市场前景。相关数据显示，墙体保温材料和建筑节能行业正处在快速发展的时期，近五年来，环保新型墙体材料，尤其是新型墙体保温材料的产值以每年约20%的速度发展。传统高能耗建材逐渐被新型建材替代，从而淡出市场。新型建筑节能保温材料将迎来极佳的发展机遇。
5.结论
我国外墙外保温技术的发展，必将是多种技术互相学习、相互渗透、彼此竞争和共同提高的过程；也是企业在竞争中不断壮大、不断淘汰和逐步实现外墙外保温产业规模化的过程。亟待进一步加强外墙外保温技术与产品的开发研究，开发符合国内建筑结构特点的、符合中国国情的外墙外保温成套技术，实现外墙外保温技术的高性能化及产业的规模化。既要在建筑节能水平上赶超世界先进国家，又要适应中国特色的建筑市场，促进外墙外保温技术在中国更好更快的发展。
参考文献
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[4]葛勇主编.建筑装饰材料[M].中国建材工业出版社.2004-2-1.
论文作者:周勇
论文发表刊物:《建筑知识》2016年22期
论文发表时间:2017/6/9
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